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Enregistrement W4389220744 · doi:10.1182/blood-2023-188076

A Translational Approach to Identifying and Targeting TNF Signaling in Idiopathic Multicentric Castleman Disease

2023· article· en· W4389220744 sur OpenAlexaff
Melanie Mumau, Abiola Irvine, Chunyu Ma, Sheila K. Pierson, Brent Shaw, Michael V. Gonzalez, Daniel Korn, Tracey Sikora, Grant Mitchell, David Koslicki, Luke Y. C. Chen, David C. Fajgenbaum

Notice bibliographique

RevueBlood · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueViral-associated cancers and disorders
Établissements canadiensVancouver General Hospital
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCytokineMedicineIonomycinTumor necrosis factor alphaInterleukin 6ImmunologyInflammationCytotoxic T cellImmune systemInternal medicineStimulationBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Idiopathic multicentric Castleman disease (iMCD) is a rare, immunological illness with an unknown etiology. It is characterized by multiple enlarged lymph nodes with unique histopathological features and systemic inflammation resulting from cytokine release syndrome, which can rapidly develop into multiple organ failure and death. Inhibition of the pro-inflammatory cytokine interleukin-6 (IL-6) with siltuximab, the only FDA-approved therapy for iMCD, is an effective treatment for approximately one-half of patients. Patients who do not respond to IL-6 inhibition have few treatment options beyond cytotoxic chemotherapy. A better understanding of the pathogenic mechanisms underlying iMCD is critically needed to uncover new potential treatments for patients. To characterize the immune dysregulation in iMCD, our lab previously profiled serum analytes and circulating cell types in patient blood during active disease. Serum proteomic analyses identified tumor necrosis factor (TNF) signaling as a highly enriched pathway in both siltuximab responders and non-responders. Both immunophenotypic and serum proteomic data indicated that T cells, which can produce TNF, were activated in iMCD. However, whether TNF production by activated T cells was a key mechanism promoting iMCD was unclear. To determine if T cells contribute to the characteristic cytokine storm in iMCD, we investigated the ability of T cells from iMCD patients to produce different inflammatory cytokines including TNF. Upon stimulation with phorbol myristate acetate and ionomycin (PMA/I), both naïve and non-naïve CD4 + T cells from iMCD patients (n=9) produced significantly more TNF compared to healthy controls (n=9). There was a >2-fold increase in the frequency of TNF-expressing naïve CD4 + T cells from iMCD patients versus healthy controls. We also found a significant, yet marginal, increase in the frequency of TNF + non-naïve CD4 + T cells from iMCD patients. Although TNF and IFN-γ are both well-established markers of T cell activation, we did not observe a similar rise in interferon-gamma (IFN-γ) after stimulation in either CD4 + T cell subset. Taken together, these data indicate that CD4 + T cells in iMCD patients hyper-respond to stimulation specifically by producing excess TNF. In parallel to flow cytometric, proteomic, and T cell stimulation data, we leveraged KGML-xDTD, a knowledge graph-based machine learning framework, to predict potential novel drug treatments for iMCD. Utilizing 3,659,165 nodes and 18,291,237 edges in RTX-KG2 from 70 public biomedical sources, we trained a random forest-based machine learning algorithm on true positive and true negative treatment relationships. The top three novel predicted treatments for iMCD included two TNF inhibitors, adalimumab and certolizumab pegol, and the B cell depleting agent, rituximab, the second most prescribed drug for iMCD after siltuximab. We then used the reinforcement learning module of KGML-xDTD to predict the mechanism linking adalimumab to iMCD, which included IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, STAT3, and CD4. These data reveal a potential new treatment strategy and further implicate TNF by CD4-expressing T cells in iMCD pathogenesis. In addition to our laboratory findings and predictive modeling data that suggest that TNF production by T cells promotes iMCD, we report the successful treatment of a highly refractory iMCD patient with off-label use of a TNF blocker. When a 50-year old iMCD patient was experiencing multi-organ system dysfunction and preparing for hospice care after not responding to IL-6 inhibition, IL-1 inhibition, Bruton's tyrosine kinase (BTK) inhibition, chemotherapy, and autologous stem cell transplantation, we initiated treatment with adalimumab alongside BTK inhibition. Within 3 days of the first infusion, the patient's symptoms and organ dysfunction began to improve and the patient has been in remission for over 6 months. We utilized a translational research approach including experimental and unbiased machine learning approaches to identify TNF as a novel therapeutic target that we inhibited to treat a highly refractory iMCD patient. Together, our data suggest that over-production of TNF, in part by activated T cells, promotes iMCD pathogenesis and highlight that further research is needed into TNF inhibition as a potential treatment strategy for iMCD.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,027
Tête enseignante GPT0,277
Écart entre enseignants0,250 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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